روزتا چرخه روزانه آب و یخ دنباله دارش را آشکار کرد

حتی دنباله دارها هم چرخه ی آب و هوایی دارند.

کاوشگر روزتا میدانی به گستردگی چند کیلومتر مربع از یخ جامد را در ناحیه ی گردن دنباله دار ۶۷پی/چوریموف-گراسیمنکو شناسایی کرده. چرخه ی روز-شب این دنباله دار با بهره از همین میدان یخ، یک سامانه ی آب و هوایی کوچک بر روی این دنباله دار به راه انداخته که در آن با طلوع خورشید، این یخ والایش (تصعید) شده و به بخار آب تبدیل می گردد.

این یخ در داده هایی یافته شد که دستگاه طیف سنج تصویربردار نور دیدنی، فروسرخ و گرمایی فضاپیما (ویرتیس، VIRTIS) روزتا در ماه اوت گذشته گرد آورده بود. این طیف سنج، از همنهش شیمیایی دنباله دار نقشه برمی دارد. هنگامی که گردن دنباله دار در سایه بود، نشانه های آب نیرومندتر بودند و به هنگام روزِ دنباله دار، ضعیف تر می شدند. این نشان می داد که میدان یخی دنباله دار با چرخش آن پدیدار شده و ناپدید می شود.

هولگه سیرکز از بنیاد پژوهش های سامانه ی خورشیدی ماکس پلانک در گوتینگن آلمان می گوید: «این که این دنباله دار "یخ" دارد مایه ی شگفتی نیست، چیزی که واقعا تازگی دارد، شواهد سرراست از آب روی سطح آن است.»

چرخه ی آب یخ زده ی دنباله دار ۶۷پی. توضیح کامل تصویر را در پایین بخوانید- تصویر در اندازه ی بزرگ تر

بخار آبی که در فضا گم می شود

این گروه فکر می کنند که با طلوع خورشید در دنباله دارِ بسیار سردِ ۶۷پی، چرخه ی شگفت انگیز آب و هواییش هم به راه می افتد. گرمای خورشید با والایش (تصعید) یخ، آن را یکراست از جامد به ابری از بخار آب بر فراز سطح دنباله دار تبدیل می کند. با چرخش دنباله دار و رفتن به دل تاریکی، بیشتر این بخار به فضا می پرد و دیگر نمی تواند به سطح برگردد.

از سوی دیگر این احتمال هم هست که یخ های سطح از زیر دوباره جایگزین می شود. تفاوت بسیار میان دمای روز و شبِ این دنباله دار شاید به اندازه ی کافی باشد که سطح آن ترَک بخورد و به آب های درونش اجازه ی گریز بدهد.

ماریا کریستینا دسانتیس از بنیاد دانش اخترفیزیک و سیاره شناسی در رم ایتالیا، و نویسنده ی نخستِ پژوهشی درباره ی این مشاهدات، می گوید میدان های یخی که آن ها یافته اند تنها برای ۳ درصد از بخاری که از دنباله دار پس زده می شود بسنده می کند. ولی او مطمئن است سرچشمه های دیگری از یخ روی سطح این دنباله دار وجود دارد که تاکنون دیده نشده.

فواره های پرانرژی

به گفته ی سیرکز، دنباله دارهایی مانند ۶۷پی با به کارگیری همه ی آب هایشان، دارای چرخه های والایشی (تصعیدی) تمام وقت و پیوسته ای از این دست هستند: «چیزی که ما امروز می بینیم پسمانده ی دوره های مداریِ گذشته ی این دنباله دار است. این دنباله دار تا حدود ۱۰۰۰ مدار دیگر کار خواهد کرد.»

آشنایی با شیوه ی کارکرد این چرخه های آبی شاید بتواند به بینش هایی درباره ی ریشه ی آب های سیاره ی زمین در روزگاری که هنوز چندان زیست پذیر نشده بود بیانجامد. سیرکز می گوید: «در روزهای آغازین، چرخه های بسیار بسیار بزرگی وجود داشت. یک برخورد، ۳۰۰۰ مترِ بالایی آب های اقیانوس را جوشاند و بخار کرد. این محیط آرام کنونی پدیده ای همیشگی نبوده.»

هنوز ناشناخته های بسیاری درباره ی دنباله دار ۶۷پی وجود دارد، از جمله فروریزش هایی در سطح دنباله دار و برون‌ریزی های خشن مواد از آن. در واقع، از آن جایی که دنباله دار هم اکنون نزدیک خورشید است، دارد فواره هایی از یخ و غبار به بیرون می پاشد، به همین خاطر دانشمندان ماموریت ناچار شده اند برای محافظت از کاوشگر روزتا، آن را از دنباله دار دور نگه دارند.

خوشبختانه این ماموریت به تازگی تمدید شده و روزتا تا سپتامبر ۲۰۱۶ کنار دنباله دار خواهد ماند. به گفته ی سیرکز: «به محض این که بتوانیم، دوباره کاوشگر را به نزدیک سطح دنباله دار بر خواهیم گرداند.»

جزییات این پژوهش در نشریه ی نیچر منتشر شده است.

توضیح تصویر:

چپ، بالا: دنباله دار ۶۷پی/چوریموف-گراسیمنو بر پایه ی چهار عکس که دوربین ناوبری فضاپیمای روزتا در ۲ سپتامبر ۲۰۱۴ گرفته بود.

چپ، پایین: عکس هایی از دنباله دار ۶۷پی که با طیف سنج ویرتیس (VIRTIS) روزتا گرفته شده و نقشه ی فراوانی آب های یخ زده (میانی) و دمای سطح (راست) را نشان می دهد. این عکس ها در روزهای ۱۲ (ردیف بالا)، ۱۳ (ردیف میانی)، و ۱۴ سپتامبر (ردیف پایینی) گرفته شده اند و بخشی به نام هپی (Hapi) روی "گردن" دنباله دار را نشان می دهند. این ناحیه یکی از فعال ترین نقاط هسته ی دنباله دار در آن زمان گرفتن عکس ها بود. دانشمندان با مقایسه ی این عکس ها و نقشه ها دریافته اند که آب یخزده در بخش های سردتر وجود دارد، در حالی که در بخش های گرم تر، یا وجود ندارد یا کم است. همچنین، آب یخزده هنگامی که سطح در سایه بود، تنها بر روی یک بخش سطح دیده می شد. این نشان می داد که در هر دور چرخش دنباله دار، یک رفتار چرخه ای با شرکت آب یخ زده روی آن رخ می دهد.

راست: چرخه ی روزانه ی آب یخ زده. به هنگام روزِ دنباله دار، یخ های روی سطح و چند سانتیمتر زیر سطح آن تصعید شده و به فضا می پرد؛ به هنگام شب، سطح به سرعت سرد می شود در حالی که لایه ی زیرین آن هنوز گرم است، از همین رو والایش (تصعید) یخ های زیر سطح ادامه می یابد و راهش را به سطح باز می کند و در آنجا دوباره یخ می زند. در روز بعد، دوباره فرایند والایش از یخ های تازه ی سطح آغاز می شود.

در همین زمینه: * عکس های فضاپیمای روزتا از "آب یخ زده" روی سطح دنباله دار ۶۷پی  

واژه نامه:

comet - 67P/Churyumov-Gerasimenko - weather system - sun - Rosetta - VIRTIS - Holger Sierks - Max Planck Institute for Solar System Research - 67P - water vapour - Maria Cristina De Sanctis - Institute for Space Astrophysics and Planetology - Earth - cave-in - Nature - navigation camera - Visible, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer - water ice - Hapi - nucleus - sublimation

منبع: newscientist و esa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان